جعبه دنده اتوماتیک چطور کار می‌کند؟

  • توسط محمد
  • 11 شهریور 1398
  • 0
نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک


آیا تا به حال در مورد نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک از خودتان سوال پرسیده‌اید؟ چگونه وقتی به صورت کامل ترمز می‌کنید موتور خاموش نمی‌شود؟ ما در این مقاله قصد داریم نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک را به صورت کامل به شما نشان دهیم. همچنین شما می‌توانید مقاله قبلی ما در مورد اسب بخار را نیز مطالعه بفرمائید.

درک نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک به دلیل داشتن قطعات متحرک زیاد، کار سختی است. به همین دلیل ما قصد داریم به زبان ساده برای شما توضیح دهیم که یک جعبه دنده اتوماتیک در یک سیستم مبدل گشتاور سنتی چگونه کار می‌کند.

موتور ماشین شما در قسمتی به نام پوسته فلایویل (bell housing) به جعبه دنده متصل می‌شود. داخل این پوسته یک مبدل گشتاور برای جعبه دنده اتوماتیک قرار دارد. مبدل گشتاور یک اتصال متحرک است که وظیفه آن اتصال موتور به جعبه دنده و پس از آن چرخ‌های خودرو می‌باشد. داخل جعبه دنده نیز چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای شکلی قرار دارند که وظیفه آن‌ها تامین دنده‌های متفاوت ماشین است. برای درک بهتر نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک باید نگاهی بیاندازیم به مبدل گشتاور و چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای.

مبدل گشتاور

اول از همه باید بدانید که فلکس پلیت (معادل فلایویل در جعبه دنده دستی) به صورت مستقیم به مبدل گشتاور متصل می‌شود. بنابراین هر وقت که میل لنگ ماشین در حال چرخیدن باشد، پوسته مبدل گشتاور نیز می‌چرخد. وظیفه مبدل گشتاور انتقال قدرت موتور به محورهای ماشین و یا جلوگیری از اتصال قدرت موتور به آن می‌باشد. در واقع مبدل گشتاور مانند کلاچ در یک جعبه دنده دستی عمل می‌کند.

مطالعه بیشتر: مشخصات موستانگ شلبی GT500

اجزای اصلی یک مبدل گشتاور عبارتند از: پروانه، توربین، استاتور، و کلاچ قفل شونده. پروانه یا Impeller بخشی از محفظه مبدل گشتاور است که به موتور متصل شده است و توربین را با قدرت مایع ویسکوز می‌چرخاند. توربین نیز به شفت ورودی جعبه دنده متصل شده است. در واقع موتور پروانه را می‌چرخاند و پروانه نیز با انتقال قدرت به یک مایع توربین را می‌چرخاند و از این طریق گشتاور را به جعبه دنده ارسال می‌کند.

دیاگرافم مبدل گشتاور

نکته: مایع جعبه دنده در یک حلقه بین پروانه و توربین می‌چرخد.

استاتور بین پروانه و توربین قرار دارد و وظیفه آن افزایش خروجی گشتاور با تغییر مسیر مایع از توربین به پروانه است. استاتور مایع موجود یا همان روغن گیربکس را به گونه‌ای هدایت می‌کند که شتاب آن در جهت پروانه باشد و به همین خاطر باعث حرکت پروانه می‌شود و گشتاور موتور را افزایش می‌دهد. به خاطر همین توانایی چند برابر کردن گشتاور است که ما آن را به عنوان مبدل گشتاور می‌شناسیم.

مبدل گشتاور

یک کلاچ یک طرفه اتصال بین استاتور و شفت ثابت گیربکس را ممکن می‌کند تا چرخش همزمان روغن و استاتور اتفاق نیافتد و در حقیقت، استاتور فقط جهت مخالف گردش روغن حرکت کند. حاصل این طراحی، برخورد روغن به تیغه‌های استاتور و تغییر جهت حرکت آن است. البته این شرایط در زمانی که خودرو با سرعتی حدود ۶۰ تا ۶۵ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند، کمی تغییر می‌کند. در این زمان، پمپ که همیشه سرعت حرکت بیشتری دارد، با سرعت تقریباً مشابه توربین چرخش می‌کند؛ به همین خاطر، روغن خروجی از توربین به پمپی که حالا هم‌جهت گردش دارد، وارد می‌شود. در این شرایط نیازی به استاتور نیست. با اینکه توربین جهت حرکت روغن را تغییر و به خارج متمایل می‌کند، درنهایت هم‌جهت با گردش توربین می‌شود؛ دلیل این امر، سرعت چرخش بیشتر توربین در جهت مخالف روغن پمپ شده است.

جعبه دنده سیاره‌ای

جعبه دنده سیاره‌ای جعبه دنده‌ای است که شفت ورودی و شفت خروجی آن هم راستا هستند. هدف استفاده از این جعبه دنده انتقال بیشترین گشتاور ممکن در فشرده‌ترین حالت است.

سیستم چرخ دنده سیاره ای

جعبه دنده دوچرخه بهترین نمونه از مکانیسم چرخ ستاره‌ای است. آیا تا به حال از خودتان پرسیده‌اید چطور می‌توانید این همه قدرت را در یک جعبه دنده کوچک به دست بیاورید؟ در یک جعبه دنده سه سرعته از یک سیستم دنده سیاره‌ای تک مرحله‌ای استفاده می‌شود و یک جعبه دنده پنج سرعته نیز یک سیستم دنده سیاره‌ای دو مرحله‌ای دارد. هر سیستم دنده سیاره‌ای از یک حالت کاهش، یک اتصال مستقیم و یک حالت شتاب‌گیری تشکیل شده است.

مطالعه بیشتر: بهترین مادربرد گیمینگ

در اصطلاحات ریاضی کوچک‌ترین ضریب کاهش 3:1 و بزرگترین ضریب کاهش نیز 10:1 است. در یک ضریب کوچک‌تر از 3 چرخ‌دنده خورشید بزرگ‌تر از چرخ‌دنده‌های سیاره خواهد بود. در ضریب‌های بیشتر از 10 نیز چرخ‌دنده خورشید خیلی کوچک خواهد شد و گشتاور کاهش می‌یابد. مشخص نیست چه کسی جعبه دنده سیاره‌ای را اختراع کرده است اما اولین بار به صورت عملی توسط لئوناردو داوینچی توضیح داده شد و چندین قرن است که مورد استفاده قرار گرفته است.

نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک

همانطور که دیدید قطعات متحرک زیادی داخل یک جعبه دنده اتوماتیک قرار دارد. این جعبه دنده از ترکیبی از مهندسی مکانیک، سیالات و برق استفاده می‌کند تا بتوانید به راحتی از حالت ثابت به بیشترین سرعت ماشین برسید. اکنون زمان آن رسیده است که نگاهی کلی به نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک بیاندازیم:

  1. موتور قدرت خودش را به پمپ مبدل گشتاور منتقل می‌کند.
  2. پمپ نیز قدرت دریافتی را با استفاده از روغن گیربکس به توربین مبدل گشتاور انتقال می‌دهد.
  3. توربین از طریق استاتور روغن گیربکس را به پمپ برمی‌گرداند.
  4. استاتور قدرت روغن گیربکس را چندبرابر می‌کند تا پمپ بتواند قدرت بیشتری را به توربین منتقل کند. در این مرحله یک چرخش قدرت گردابی داخل مبدل گشتاور ایجاد می‌شود
  5. توربین به یک شفت مرکزی متصل شده است که آن هم به جعبه دنده متصل شده است. با چرخش توربین، شفت نیز می‌چرخد و قدرت را به اولین مجموعه دنده سیاره‌ای منتقل می‌کند.
  6. بسته به اینکه کدام یک از کلاچ‌های دیسکی یا بند ترمزها فعال هستند، قدرت مبدل گشتاور باعث حرکت یا توقف چرخ‌دنده خورشید، حمل‌کننده سیاره‌ای یا دنده حلقه‌ای سیستم سیاره‌ای می‌شود.
  7. بسته به اینکه کدام قسمت از سیستم دنده سیاره‌ای در حال حرکت یا ثابت است، ضریب دنده مشخص خواهد شد.

این نمای کلی نحوه کار جعبه دنده اتوماتیک را نشان می‌دهد. البته در یک جعبه دنده اتوماتیک سنسورها و کنترل‌کننده‌های دیگری نیز وجود دارند. اما به صورت کلی نحوه کار فعالیت جعبه دنده اتوماتیک چیزی بود که دیدیم.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

خانه » خودرو » جعبه دنده اتوماتیک چطور کار می‌کند؟